学案_超重与失重.doc

合集下载

《超重与失重》学案

§4.7用牛顿运动定律解决问题──超重与失重（学案）【教学目标】（一）知识与技能1．通过实验理解超重和失重现象，理解产生超重失重现象的条件和实质。

2．能使用牛顿第二、三定律定量分析超重与失重现象。

1．经过探究实验发现超重失重现象，通过引导、小组讨论、再实验寻找超重失重现象的运动学特征。

2．用科学方法探究发生超重失重现象的条件及实质。

（三）情感、态度与价值观1．通过列举一些身边的超重失重例子和日常的小实验，让学生学会观察生活，知道物理就在身边。

2．培养学生科学探究水平，激发成就感；养成学科学、爱科学、用科学的习惯；从探究中体验科学之美，体会合作的重要性。

【教学重难点】1．发生超重、失重现象的条件及实质．2．能使用牛顿第二、三定律定量分析超重与失重现象。

【教学仪器】1．学生所需器材（两人一组）：弹簧秤、砝码。

2．教师所需器材：弹簧秤、砝码、塑料瓶、多媒体投影仪。

【教学过程】新课教学:探究之一：（实验）请用给定器材（弹簧秤、砝码），通过实验，得到砝码的重力大小。

问题：1．你看到的弹簧秤的读数（直接）表示的是下列哪个力？A．物体的重力 B．弹簧秤对物体的拉力 C．物体对弹簧秤的拉力 D．手对弹簧秤的拉力2．请学生讨论后回答：你们在测量时要注意什么问题？为什么说你们看到的读数就等于物体的重力？（弹簧秤测量物体重力的原理）小结：当物体处于或运动时，弹簧秤的读数（物体对悬挂物的拉力）就物体的重力。

探究之二：（实验）请同学们用刚才的实验器材“玩一玩”（手要上下运动），看一看弹簧秤的读数相比与刚才重力的读数有什么变化。

问题：1．我们生活中的“老经验”通常认为读数就是“重力’，就好像“重力”怎么变化？（得出超重、失重的定义）2．物体的重力实际上会变化吗？3．再回忆我们刚才学过的弹簧秤读数表示的是什么力？（得出超重、失重的实质）小结：1.我们把弹簧秤的读数物体的重力的现象，叫做物体的现象；而把弹簧秤的读数物体的重力的现象，叫做物体的现象。

4.7超重和失重导学案高一上学期物理教科版

超重与失重导学案
一、思考纸带断的原因(受力分析)。

二、超重与失重的定义
超重定义：
失重定义：
三、生活中的超重失重现象
1、电梯上行的超重失重：
(1)、向上加速：
(2)、向上匀速：
(3)、向上减速：
2、蹲下与起立
下蹲过程中：
起立过程中：
四、完全失重
1、当电梯以加速度g向下加速时，人对电梯的压力有多大?此时人做
什么运动
2
(多选)下列关于超重失重的说法正确的是( )
A、超重现象就是一种物体重力增加的现象
B、跳水运动员在空中做动作时属于失重状态
C、超重失重与加速度方向有关，加速度向上物体为超重状态，加速
度向下物体为失重状态
D、当物体处于完全失重状态时，不受重力的作用。

高中物理：03.7.超重和失重教案新人教版必修1.doc

超重和失重一、教学目标1．了解超重和失重现象；2．运用牛顿第二定律研究超重和失重的原因；3．培养学生利用牛顿第二定律分析问题和解决问题的能力。

二、重点、难点分析1．超重和失重在本质上并不是物体受到的重力发生了变化，而是物体在竖直方向有加速度时，物体对支持物的压力或拉力的变化，这一点学生理解起来往往困难较大。

让学生理解超重和失重的本质是本节课教学的重点之一，也是后面理解航天器中失重现象的基础。

2．超重和失重中物体对支持物的压力和拉力的计算，是牛顿第二定律应用的一个方面，也应作为本节教学的重点之一。

三、教具演示教具：超重和失重演示装置、弹簧秤、重物、细线、下面扎孔的可乐瓶、录像资料。

学生用具：弹簧秤、钩码、打点计时器用重锤、绣花线。

四、主要教学过程(一)引入新课看录像片《航天飞机上的失重现象》《失重物体的运动》。

提问：刚才所看到的录像片是在什么地方发生的？它向我们展示了一种什么现象？这里给我们展示了失重现象，是在航天飞机中发生的。

航天飞机在起飞中产生了超重现象，在太空中又产生了失重现象。

超重和失重是怎么产生的呢？这就是我们这节课研究的内容。

(二)教学过程设计板书：十、超重和失重我们先来研究一下超重现象。

板书：1．超重现象实验：介绍装置，架子上有两个滑轮，两边挂有重物。

我们取左边的重物加以研究，重物静止时，弹簧秤的示数大小等于物体所受的重力，物体对弹簧秤的拉力等于物体所受的重力。

放手后物体做向上的加速运动，我们再观察弹簧秤示数的变化。

提问：看到了什么现象？弹簧秤的示数增大，物体对绳的拉力增大。

以上实验可以用更简单的装置来完成，只不过观察时的效果稍差一些。

弹簧秤下挂一重物，物体静止时，弹簧秤的示数等于物体所受的重力。

当物体向上做加速运动时，弹簧秤的示数大于物体所受的重力，物体对绳的拉力大于物重。

学生小实验：细线拉重锤(绣花线、打点计时器用重锤)。

线系在重锤上，缓慢拉起，再让重锤做向上的加速运动，线断。

分析原因：取物体为研究对象，T-G=ma，T-mg=ma，弹簧秤的拉力为T=mg+ma=m(g+a)讨论：(1)物体做向上的加速运动时，弹簧对物体的拉力大于物体静止时的拉力，T＞mg，物体对弹簧的拉力大于物重。

高中物理：《超重与失重》教案（必修1）（推荐5篇）

高中物理：《超重与失重》教案（必修1）（推荐5篇）第一篇：高中物理：《超重与失重》教案(必修1)超重与失重【教学目标】（1）知道什么是超重、失重、完全失重现象，并能运用学过的知识解释现象。

（2）培养学生的自学能力、科学语言表达能力、思维能力。

（3）学习阅读材料开阔眼界。

【教学过程】引入：上节课我们学习了牛顿运动定律的简单应用，并总结了运用牛顿第二定律解题的一般方法，F=ｍａ，在确定了研究对象之后要做两个分析：受力分析，运动状态的分析。

然后根据牛顿第二定律列方程求解，今天我们用以上方法分析一些简单的现象。

投影体重计它是用来测体重的，当人站在体重计上不动时，指针就会摆到某一位置，指针所指的示数就是你的体重。

你注意观察过吗？人在体重计上突然下蹲的一瞬间，指针如何摆呢？有同学说指针所指示数要变小，是不是体重变轻了呢？有同学说指针所指示数变大，是不是体重变重了呢？（回答不是）。

指针的摆动又是什么原因呢？今天我们学习第7节，超重与失重。

学习这节内容的方法是，同学们阅读：“超生和失重“的教材在阅读的基础上，议论回答本节课提出的三个问题，从而完成我们这节课的学习任务。

新课投影1、体重计指针所指的示数是哪个力？它和重力的大小有何关系？2、什么叫超重、失重、完全失重？3、物体在超重、失重、完全失重时受的重力有何变化？（在议论的基础上，找同学回答）。

教师：下面我们请一位同学回答第一个问题。

学生：体重计指针所指示数是人对体重计的压力F’。

教师：为什么人在体重计上静止时指针所指示数是人的体重？学生：人对体重计的压力F’和体重计对人的支持力Ｆ是作用力和反作用力，大小总是相等的。

人受的重力和支持力是一对平衡力，所以F=G，则F’=F =G。

教师：人受到的支持力F和重力G是否总是大小相等的？学生：不是总相等。

它和人的运动状态有关。

教师：为研究方便，我们把人和体重计设在升降机里，则人随升降机的运动状态可能是A=0的运动即静止或匀速上升，匀速下降；可能是A向上的运动即加速上升或减速下降；可能是A向下运动，即加速下降或减速上升。

6.4超重与失重学案5(鲁科版必修1).doc

6.4超重与失重学案5学习目标：1.知道什么是超重与失重。

2.知道产生超重与失重的条件。

3.了解生活实际中超重和失重现象。

4.了解超重与失重在现代科学技术研究中的重要应用。

5.会用牛顿第二定律求解超重和失重问题。

［课前预习］问题：1.什么是超重（失重）现象？2.什么情况下会出现超重（失重）现象？3.为什么会出现超重（失重）现象？【知识要点】.超重现象（1）物体对水平支持物的压力（或悬挂物对竖直悬线的拉力）—大于—物体所受重力的现象叫超重现象。

（2）产生原因：物体具有向上的__加速度___o注意：发生超重现象与物体的速度—无一―关，只要物体有向上的加速度-- 物体向上做__加速____ 运动或向下做减速___运动都会发生超重现象。

二、失重现象（1）物体对水平支持物的压力（或悬挂物对竖直悬线的拉力）—小于__物体所受重力的现象叫失重现象。

（2）产生原因：物体具有向下的__加速度___o注意：发生失重现象与物体的速度―无关，只要物体有向上的加速度一一物体向上做—减速—运动或向下做—加速—运动都会发生失重现象。

完全失重现象是失重的特殊情况物体对水平支持物的压力（或悬挂物对竖直悬线的拉力）为零___的现象叫做完全失重现象注意：a.发生完全失重现象与速度的大小和方向均无关，只要物体竖直向下的加速度等于重力加速度即可。

b.发生完全失重现象时，虽然物体与水平的支持物或竖直的悬线与悬挂物有接触但无相互作用力。

三、无论是超重还是失重，物体的重力均不发生变化。

只是由于物体在竖直方向有加速度，从而使物体的视重变大或变小而已。

注意：物体由于处于地球上不同地理位置而使重力略有不同的现象不属于超重和失重现象。

［例题点拨］例1. 不习惯乘坐电梯的人，在电梯启动或停止时，会有一种说不出的不舒服的感觉，其实这是由于人体超重或失重造成的。

超重或失重时，人体的内脏器官在身体内的位置较乘电梯的人处于超重状态, 乘电梯的人处于超重状态, 乘电梯的人处于失重状态, 乘电梯的人处于失重状有内脏上顶的不舒服感有内脏下压的不舒服感有内脏上顶的不舒服感有内脏上顶的不舒服感例A. B . A. 当电梯向上加速运动时, B. 当电梯向上减速运动时, C. 当电梯向下加速运动时, 当电梯向下减速运动正常状态下发生了一些轻微的上移或下移，这种“五脏挪位”才是使人产生不舒服感觉的原因。

(原创学案高中物理必修一科教版人教版适用)第6节超重与失重

学校班级姓名日期第三章牛顿运动定律第6节超重与失重●●●目标导航●●●（1）知道什么是超重现象、失重现象和完全失重现象；（2）理解产生超重现象和失重现象的原因（3）培养学生运用物理规律抽象生活实际问题的建模能力◆◆◆课前预习◆◆◆〖自主学习〗1超重（1）、定义：___________________________________________________（2）、实质：___________________________________________________（3）、条件：___________________________________________________2失重（1）、定义：___________________________________________________（2）、实质：___________________________________________________（3）、条件：___________________________________________________（4）、完全失重：_______________________________________________〖问题发现〗★★★课堂突破★★★〖探究1〗超重1、人在电梯中，站在体重计上，当电梯静止时，体重计显示的示数代表什么？请用平衡力及牛顿第三定律加以解释。

2、在第1问中若电梯加速上升时，体重计显示的示数代表什么？物体的重力变化了吗？与第1问中的示数比较有何不同？请用第二定律及牛顿第三定律加以解释。

3、第2问中的示数变大的原因是什么？4、试分析弹簧称下挂一质量为m 的物体①静止，②匀速向下或匀速向上，③以加速度a 加速上升，④以加速度a 减速下降，弹簧称的示数分别是多少？5、你还能举出上面类似的实例吗？在何情况下视重等于物体的重力，在何情况下视重大于物体的重力？6、如果仅有水平方向的加速度则示数与重力大小关系如何？为止你有何结论？〖典例1〗如图4.4-2自动扶梯与水平面的夹角为30º角，扶梯上站着一个质量为50kg 的人，随扶梯以加速度a=2m/s 2一起向上加速运动，则此时人受到的扶梯的支持力以及摩擦力的大小和方向是怎样的？（g 取10m/s 2）【归纳反思】〖探究2〗失重1、在电梯中，站在体重计上，若电梯加速下降或减速上升时体重计的示数代表什么？与电梯静止或匀速运动示数比较有何不同？物体的重力变化了吗？请用第二定律及牛顿第三定律加以解释。

《4.6第6节超重和失重》导学案

《第6节超重和失重》导学案学习目标1.知道超重、失重和完全失重现象，会根据条件判断超重、失重现象．(重点)2．能从动力学角度理解自由落体运动和竖直上抛运动．3．掌握传送带问题和滑块—滑板模型问题的解题技巧．(难点)核心素养形成脉络一、重力的测量1．一种方法是，先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用天平测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得：G＝mg．2．另一种方法是，利用力的平衡条件对重力进行测量．二、超重和失重1．超重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象．(2)产生条件：物体具有竖直向上的加速度．2．失重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象．(2)产生条件：物体具有竖直向下的加速度．(3)完全失重①定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态．②产生条件：a＝g，方向竖直向下．思维辨析(1)物体向上运动时一定处于超重状态．( )(2)物体减速向下运动时处于失重状态．( )(3)物体处于失重状态时重力减小了．( )(4)物体处于完全失重状态时就不受重力了．( )(5)不论物体超重、失重，还是完全失重，物体所受的重力都是不变的．( )提示：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√基础理解(1)应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入．例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出．对此现象分析正确的是( )A．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态B．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度D．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度提示：选D.手托物体抛出的过程，必有一段加速过程，其后可以减速，可以匀速，当手和物体匀速运动时，物体既不超重也不失重；当手和物体减速运动时，物体处于失重状态，选项A错误；物体从静止到运动，必有一段加速过程，此过程物体处于超重状态，选项B错误；当物体离开手的瞬间，物体只受重力，此时物体的加速度等于重力加速度，选项C错误；重物和手有共同的速度和加速度时，二者不会分离，故物体离开手的瞬间，物体向上运动，物体加速度等于重力加速度，但手的加速度大于重力加速度，并且方向竖直向下，选项D正确．(2)关于超重和失重的下列说法中，正确的是( )A．物体向上运动时处于超重状态，物体向下运动时处于失重状态B．处于完全失重状态的物体一定是向下运动C．超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减小了D．物体做自由落体运动时处于完全失重状态提示：选D.根据牛顿第二定律，物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；物体具有向下的加速度时，物体处于失重状态．物体向上运动或向下运动，加速度可能向上也可能向下，不能够判断它是处于超重还是失重状态，故A、B错误；超重并非物体所受的重力增大了，而是弹力(视重)比重力大；失重也并非物体所受的重力减小了，而是弹力(视重)比重力小，故C错误；物体做自由落体运动时，加速度等于重力加速度，方向向下，物体处于完全失重状态，故D正确．超重和失重问题问题导引文博同学每天放学都要乘垂直电梯上、下楼，在电梯下楼时，开始他觉得背的书包变轻了，快到楼底时他觉得书包又似乎变重了．这是为什么？要点提示开始时电梯从静止做加速运动，使文博同学和电梯一起处于失重状态；快到楼底时，电梯一定有一个减速过程，则该过程中使电梯处于超重状态，就会出现上述现象．【核心深化】1．实重与视重实重：物体实际所受的重力．物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化．视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力．超重与失重不是重力本身变了，而是物体对悬挂物的拉力或对水平支持物的压力发生了变化，即“视重”变化了．若弹力大于重力是超重，反之则是失重．2．超重、失重的比较特征状态加速度压力(拉力)运动情况受力示意图平衡a＝0F＝mg 静止或匀速直线运动超重向上F＝m(g＋a)＞mg向上加速或向下减速失重向下F＝m(g－a)＜mg向上减速或向下加速完全失重a＝g F＝0自由落体，抛体，正常运行的卫星等超重和失重问题实质上就是牛顿第二定律应用的延续，解题时仍应抓住加速度这个关键量．具体方法是：(1)分析物体运动的加速度方向；(2)判断物体处于超重(或失重)状态；(3)利用牛顿第二定律分析和求解．关键能力1 对超、失重状态的判断某同学利用体重计研究超重与失重现象．在一次实验中，她先蹲在体重计上，在她由稳定的蹲姿变化到稳定站姿的过程中，下列说法正确的是( )A．该同学处于超重状态B．该同学处于失重状态C．体重计示数先减小后增大D．体重计示数先增大后减小[解析] 人从下蹲状态站起来的过程中，先向上做加速运动，后向上做减速运动，最后回到静止状态，人先处于超重状态后处于失重状态；故体重计示数先增大后减小，故D正确，A、B、C错误．[答案] D关键能力2 超、失重现象中的计算(多选)小明站在电梯内的体重计上，电梯静止时体重计示数为50 kg，若电梯在竖直方向运动过程中，他看到体重计的示数为45 kg时，取重力加速度g＝10 m/s2.下面说法中正确是( )A．电梯可能在加速上升，加速度大小为9 m/s2B．电梯可能在加速下降，加速度大小为1 m/s2C．电梯可能在减速上升，加速度大小为1 m/s2D．电梯可能在减速下降，加速度大小为9 m/s2[思路点拨] 小明的体重有50 kg，而他看到体重计的示数为45 kg，可知他处于失重，则电梯有向上的加速度，由此来分析各个选项．[解析] 小明的体重只有50 kg，体重计的示数为45 kg，说明电梯有向下的加速度，失重，运动情况可能为：向上减速或向下加速；小明受支持力和重力，由牛顿第二定律可知其加速度为：a＝mg－Nm＝50×10－45×1050m/s2＝1 m/s2，故B、C正确，A、D错误．[答案] BC关键能力3 超、失重现象中的图象分析某实验小组利用DIS系统观察超重和失重现象．他们在学校电梯房内做实验，在电梯天花板上固定一个力传感器，测量挂钩向下，并在挂钩上悬挂一个重为10 N的钩码，在电梯运动过程中，计算机显示屏上显示出如图所示图象，以下根据图象分析所得结论错误的是( )A．该图象显示出了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况B．从时刻t1到t2，钩码处于失重状态，从时刻t3到t4，钩码处于超重状态C．电梯可能先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后静止D．电梯可能先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后静止[思路点拨] (1)拉力大于重力处于超重状态，拉力小于重力处于失重状态．(2)超重时电梯可能向上加速运动，也可能向下减速运动．(3)失重时，电梯可能向下加速运动，也可能向上减速运动．[解析] 题图中图象显示了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况.0～t1，钩码受力平衡；t1～t2，拉力小于10 N，钩码处于失重状态；t2～t3，钩码受力平衡；t3～t4，拉力大于10 N，钩码处于超重状态．由以上分析可知，D项错误．[答案] D关键能力4 完全失重现象的判断某同学找了一个用过的“易拉罐”在靠近底部的侧面打了一个洞，用手指按住洞，向罐中装满水，然后将易拉罐竖直向上抛出，空气阻力不计，则下列说法正确的是( )A．易拉罐上升的过程中，洞中射出的水的速度越来越快B．易拉罐下降的过程中，洞中射出的水的速度越来越快C．易拉罐上升、下降的过程中，洞中射出的水的速度都不变D．易拉罐上升、下降的过程中，水不会从洞中射出[解析] 将易拉罐竖直向上抛出后，由于空气阻力不计，易拉罐及水的加速度等于重力加速度，处于完全失重状态，易拉罐中各层水之间没有压力，在整体过程中，水都不会从洞中射出．[答案]D判断超重、失重状态的方法从受力的角度判断当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态，小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态从加速度的角度判断当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为g时处于完全失重状态从速度变化角度判断(1)物体向上加速或向下减速时，超重(2)物体向下加速或向上减速时，失重【达标练习】1．超重与失重是宇航员生活和工作中的两大难题．实际上，在我们的生活中也充满了超重和失重．假如某同学家住10楼，那么，他从一楼开始坐电梯回家的过程中，体验到的将是( )A．先超重，后等重，再失重B．先失重，后等重，再超重C．一直超重D．一直失重解析：选A.上楼时，先向上加速，加速度方向向上，处于超重状态，再匀速，最后向上减速，加速度方向向下，处于失重状态，故A正确，B、C、D错误．2.如图所示为游乐场中的一种大型游乐设施跳楼机，它可以使人体验超重和失重．参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由升降机从静止开始经历加速、匀速、减速过程，将座椅提升到一定高度处，然后由静止释放，落到一定位置时，制动系统启动，座椅做减速运动，到达某一高度时停下．在上述过程中，关于座椅中的人所处的状态，下列判断正确的是( ) A．座椅在整个上升的过程中人都处于超重状态B．座椅在减速上升的过程中人处于超重状态C．座椅在整个下降的过程中人都处于失重状态D．座椅在减速下降的过程中人处于超重状态解析：选D.座椅在加速上升的过程中人都处于超重状态，在减速上升的过程中人的加速度的方向向下，处于失重状态，故A、B错误；在减速下降的过程中人所受重力小于座位对人向上的支持力，所以加速度向上，人处于超重状态，故C错误，D正确．3．质量为60 kg的人在电梯里站在体重计上与电梯一起匀加速上升，电梯的加速度为5 m/s2，则体重计的读数应为(g＝10 m/s2)( )A．60 kg B．90 kgC ．65 kgD ．30 kg解析：选B.当电梯静止时体重计示数为mg ，所以此时体重计读数为：F 1＝60×10 N ＝600 N.当电梯以5 m/s 2的加速度向上做匀加速运动时，对人根据牛顿第二定律，得：F 2－mg ＝ma ，得：F 2＝m (g ＋a )＝60×(5＋10) N ＝900 N ．由牛顿第三定律得知，人对体重计的压力大小为F ′2＝F 2＝900 N ．则显示人的质量为：m ＝90010 kg ＝90 kg. 4．一质量为m ＝40 kg 的小孩站在电梯内的体重计上．电梯从t ＝0时刻由静止开始上升，在0～6 s 内体重示数F 的变化如图所示．取重力加速度g ＝10 m/s 2，求：在这段时间内电梯上升的高度是多少．解析：在0～2 s 内，电梯做匀加速运动，根据牛顿第二定律得： a 1＝F －mg m ＝600－40×1040 m/s 2＝5 m/s 2，电梯上升的高度 h 1＝12a 1t 21＝12×5×22 m ＝10 m ；2 s 末速度为v ＝a 1t 1＝5×2 m/s ＝10 m/s ；中间t 2＝3 s 时间内，电梯做匀速运动，电梯上升的高度 h 2＝vt 2＝10×3 m＝30 m ；最后1 s 内做匀减速运动，加速度大小 a 2＝mg －F 2m ＝40×10－32040m/s 2＝2 m/s 2，在这段时间内电梯上升的高度h 3＝vt 3－12a 2t 23＝⎝ ⎛⎭⎪⎫10×1－12×2×12 m ＝9 m ；则电梯上升的总高度h ＝h 1＋h 2＋h 3＝49 m.答案：49 m传送带模型【核心深化】1．水平传送带(匀速运动)情景结果物体到达传送带的另一端时速度还没有达到传送带的速度该物体一直做匀加速直线运动物体到达传送带的另一端之前速度已经和传送带相同物体先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动2.倾斜传送带 (1)一个关键点：对于倾斜传送带，分析物体受到的最大静摩擦力和重力沿斜面方向的分力的关系是关键．(2)两种情况①如果最大静摩擦力小于重力沿斜面的分力，传送带只能下传物体，两者共速前的加速度大于共速后的加速度，方向沿传送带向下．②如果最大静摩擦力大于重力沿斜面的分力，不论上传还是下传物体，物体都是先做匀加速直线运动，共速后做匀速直线运动．关键能力1 水平传送带问题如图所示，传送带保持以1 m/s 的速度顺时针转动．现将一质量m ＝0.5 kg 的物体从离传送带很近的a 点轻轻地放上去，设物体与传送带间动摩擦因数μ＝0.1，a 、b 间的距离L ＝2.5 m ，则物体从a 点运动到b 点所经历的时间为多少？(g 取10 m/s 2)[思路点拨] (1)物体的速度小于1 m/s 时，所受摩擦力的方向水平向右，物体做匀加速直线运动．(2)物体速度等于1 m/s 后，物体不再受摩擦力．物体做匀速直线运动．(3)判断物体速度能否达到1 m/s.[解析] 对物体，根据题意容易得：a ＝μmg m＝μg ＝1 m/s 2，当速度达到1 m/s 时，所用的时间t 1＝v －v 0a ＝1－01 s ＝1 s ，通过的位移x 1＝v 2－v 202a＝0.5 m ＜2.5 m ．在剩余位移x 2＝L －x 1＝2.5 m －0.5 m ＝2 m 中，因为物体与传送带间无摩擦力，所以物体以1 m/s 的速度随传送带做匀速运动，所用时间t 2＝x 2v＝2 s ．因此共需时间t ＝t 1＋t 2＝3 s.[答案] 3 s关键能力2 倾斜传送带问题某飞机场利用如图所示的传送带将地面上的货物运送到飞机上，传送带与地面的夹角θ＝30°，传送带两端A、B的距离L＝10 m，传送带以v＝5 m/s的恒定速度匀速向上运动．在传送带底端A轻放上一质量m＝5 kg的货物，货物与传送带间的动摩擦因数μ＝32.求货物从A端运送到B端所需的时间．(g取10 m/s2)[思路点拨] (1)货物放到传送带后，受到滑动摩擦力大小为μmg cos 30°，方向为沿斜面向上．受到的合力为μmg cos 30°－mg sin 30°，加速度为μg cos 30°－g sin 30°.(2)若物体能加速到5 m/s，之后做匀速直线运动．该过程受到摩擦力为零．若物体不能加速到5 m/s，物体沿传送带一直做匀加速直线运动．[解析] 以货物为研究对象，由牛顿第二定律得μmg cos 30°－mg sin 30°＝ma，解得a＝2.5 m/s2货物匀加速运动时间t1＝va＝2 s货物匀加速运动位移x1＝12at21＝5 m然后货物做匀速运动，运动位移x2＝L－x1＝5 m匀速运动时间t2＝x2v＝1 s货物从A到B所需的时间t＝t1＋t2＝3 s.[答案] 3 s在解决传送带问题中的注意点在确定研究对象并进行受力分析之后，首先判定摩擦力突变(含大小和方向)点，给运动分段．传送带传送的物体所受摩擦力，不论是其大小的突变，还是其方向的突变，都发生在物体的速度与传送带速度相等的时刻．物体在传送带上运动时的极值问题，不论是极大值，还是极小值，也都发生在物体速度与传送带速度相等的时刻．v 物与v 传相同的时刻是运动分段的关键点，也是解题的突破口．【达标练习】1．如图所示，长为L ＝4 m 的水平传送带以v 0＝2 m/s 的速度逆时针转动，一个质量为m ＝1 kg 的小木块以一定的初速度从传送带左侧水平向右滑上传送带．已知小木块与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g 取10 m/s 2，不计传送带转动轮大小．(1)若小木块初速度v 1＝5 m/s ，求小木块经多长时间离开传送带； (2)若小木块初速度v 2＝3 m/s ，求小木块离开传送带时的速度．解析：(1)小木块在传送带上相对传送带运动的加速度为a ，由牛顿第二定律得：μmg ＝ma ，解得：a ＝2 m/s 2；设经时间t 小木块离开传送带，则：L ＝v 1t －12at 2，解得：t 1＝1 s 或t 2＝4 s(舍去)． (2)设小木块减速至零的位移为x ，由位移速度的关系式得：x ＝v 222a ＝2.25 m＜4 m ，小木块会反向加速，由运动对称性知，加速至与传送带共速时，向左运动的距离为x 1，则x 1＝v 202a ＝1 m ＜2.25 m ；所以小木块以2 m/s 的速度匀速运动到从传送带左端离开．答案：(1)1 s (2)2 m/s2．某企业的生产车间在楼上，为了将工件方便快捷地运送到地面，专门安装了传送带设备，如图所示．已知传送带与水平面的夹角θ＝37°，正常的运行速度是v ＝10 m/s.现在传送带的A 端轻轻放上一个小物体(可视为质点)，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.5，A 、B 间距离s ＝16 m ．试分析计算：(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g ＝10 m/s 2)(1)如果传送带停止运行，小物体从A 端运动到B 端的时间；(2)如果传送带沿顺时针方向正常转动，小物体从A 端运动到B 端的时间；(3)如果传送带沿逆时针方向正常转动，小物体从A 端运动到B 端的时间．解析：(1)(2)对放在传送带上的小物体进行受力分析：小物体沿传送带向下滑动时，无论传送带是静止还是沿顺时针方向正常转动，小物体的受力情况完全一样，都是在垂直传送带的方向受力平衡，受到沿传送带向上的滑动摩擦力；如图甲所示，根据牛顿第二定律，小物体沿传送带下滑的加速度为：a 1＝mg sin θ－μmg cos θm ＝g (sin θ－μcos θ)＝10×(0.6－0.5×0.8)m/s 2＝2m/s 2，小物体从A 端运动到B 端做初速度为零的匀加速直线运动，设需要的时间为t ，则s ＝12a 1t 2，t ＝2sa 1＝2×162s ＝4 s.(3)当传送带沿逆时针方向正常转动时，开始时，传送带作用于小物体的摩擦力沿传送带向下，小物体下滑的加速度a 2＝g (sin θ＋μcos θ)＝10 m/s 2，小物体加速到与传送带运行速度相同是需要的时间为t 1＝v a 2＝1010s ＝1 s ，在这段时间内，小物体沿传送带下滑的距离为s 1＝12at 2＝12×10×1 m ＝5 m ；由于μ＜tan θ，此后，小物体沿传送带继续加速下滑时，它相对于传送带的运动的方向向下，因此传送带对小物体的摩擦力方向改为沿传送带向上，如图乙所示，其加速度变为a 1＝g (sin θ－μcos θ)＝10×(0.6－0.5×0.8)m/s 2＝2 m/s 2，小物体从该位置起运动到B 端的位移为s －s 1＝16 m －5 m ＝11 m ，小物体做初速度为v ＝10 m/s 、加速度为a 1的匀加速直线运动，由s －s 1＝vt 2＋12a 1t 22，代入数据，解得t2＝1 s(t2＝－11 s舍去)；所以，小物体从A端运动到B端的时间为t＝t1＋t2＝2 s.答案：(1)4 s (2)4 s (3)2 s1．下列关于超重、失重现象的描述中，正确的是( )A．电梯正在减速上升，人在电梯中处于超重状态B．电梯正在加速下降，人在电梯中处于失重状态C．举重运动员托举杠铃保持静止，运动员处于超重状态D．列车在水平轨道上加速行驶，车上的人处于超重状态解析：选B.电梯正在减速上升，加速度向下，故电梯中的乘客处于失重状态，故A错误；电梯正在加速下降，加速度向下，故电梯中的乘客处于失重状态，故B正确；举重运动员托举杠铃保持静止，运动员处于平衡状态，故C错误；列车在水平轨道上加速行驶，车上的人的加速度方向为水平方向，故人不超重也不失重，故D错误．2．如图所示，小芳在体重计上完成下蹲动作．下列F－t图象能反映体重计示数随时间变化的是( )解析：选C.对人的运动过程分析可知，人下蹲的过程可以分成两段：人在加速下蹲的过程中，有向下的加速度，处于失重状态，此时人对传感器的压力小于人的重力的大小；在减速下蹲的过程中，加速度方向向上，处于超重状态，此时人对传感器的压力大于人的重力的大小，故A、B、D错误，C正确．3．(多选)如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针方向运动，把一质量为m的物体无初速度地轻放在左端，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )A．物体一直受到摩擦力作用，大小为μmgB．物体最终的速度为v1C．开始阶段物体做匀加速直线运动D．物体在匀速阶段受到的静摩擦力向右解析：选BC.当把物体无初速度地轻放在传送带的左端时，物体相对传送带向左运动，故物体所受到的滑动摩擦力大小为F f＝μmg，方向水平向右；所以物体将向右做匀加速运动，由于传送带足够长，物体将加速到v1，之后与传送带保持相对静止，不再受到摩擦力的作用，故选项A、D错，B、C对．4.如图所示，倾斜传送带与水平方向的夹角为θ＝37°，将一小物块轻轻地放在正在以速度v＝10 m/s匀速逆时针转动的传送带的上端，物块与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力的大小)，传送带两皮带轮轴心间的距离为L＝29 m，(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：(1)将物块从顶部传送到传送带底部所需的时间；(2)若物块与传送带之间的动摩擦因数为μ′＝0.8，物块从顶部传送到传送带底部所需的时间．解析：(1)物块放到传送带上后，沿斜面向下做加速直线运动，开始时物块相对于传动带向后运动，受到的摩擦力沿斜面向下(物块受力如图甲所示)，则a1＝g sin θ＋μg cos θ＝10m/s2当物块加速到与传送带同速时，所用时间为：t1＝va1＝1 s，运动的位移为x1＝v22a1＝1022×10m＝5 m，物块加速到与传送带同速后，由于mg sin θ＞μmg cos θ，所以物块相对于传送带向下运动，摩擦力变为沿斜面向上(物块的受力情况如图乙所示)，所以此时的加速度为a2＝g sin θ－μg cos θ＝2 m/s2由x2＝L－x1＝vt2＋12a2t22解得t2＝2 s因此所需的时间为t＝t1＋t2＝3 s.(2)若μ′＝0.8 ，开始时(即物块与传送带同速前)物块的加速度为a′＝g(sin θ＋μ′cos θ)＝10×(0.6＋0.8×0.8)m/s2＝12.4 m/s2物体加速到与传送带同速时所用的时间t′1＝va′＝1012.4s≈0.81 s位移x′1＝v22a′≈4.03 m由于mg sin θ＜μ′mg cos θ，故物块与传送带同速后将与传送带一起做匀速运动，则t′2＝L－x′1v≈2.50 s，因此所需的时间为：t′＝t′1＋t′2＝3.31 s.答案：(1)3 s (2)3.31 s一、单项选择题1．下列关于超重和失重的说法中，正确的是( )A．物体处于超重状态时，其重力增加了B．物体处于完全失重状态时，其重力为零C．物体处于超重或失重状态时，其惯性比处于静止时增加或减小了D．物体处于超重或失重状态时，其重力都没有变化解析：选D.超重是物体对接触面的压力大于物体的真实重力，物体的重力并没有增加，故A错误；物体处于完全失重时，重力全部用来提供加速度，对支持它的支持面压力为零，重力并没有消失，故B错误；惯性的大小与物体的运动状态无关，物体处于超重或失重状态时，其惯性与处于静止时相等，故C 错误；物体处于超重或失重状态时，其重力都没有变化，故D正确．2． 2018年12月8日2时23分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器，开启了月球探测的新旅程．若运载火箭在发射升空过程中，探测器先做加速运动，后做减速运动．下列说法正确的是( )A．探测器在加速过程中惯性变大B．探测器先处于超重状态，后处于失重状态C．探测器先处于失重状态，后处于超重状态D．在加速过程，火箭对探测器作用力大于探测器对火箭的作用力解析：选B.惯性的大小只与质量有关，与运动状态无关，所以不论加速还是减速惯性大小一样，故A错误；发射升空过程中，先做加速运动后做减速运动：向上加速过程加速度向上，则为超重，向上减速加速度向下，为失重，故B正确，C错误；根据牛顿第三定律火箭对探测器作用力等于探测器对火箭的作用力，故D错误．3.如图所示是我国长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景．宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是( )A．火箭加速上升时，宇航员处于失重状态B．火箭加速上升时的加速度逐渐减小时，宇航员对座椅的压力小于其重力C．飞船加速下落时，宇航员处于超重状态D．飞船落地前减速下落时，宇航员对座椅的压力大于其重力解析：选D.火箭加速上升时，加速度方向向上，宇航员处于超重状态，A 错误；火箭上升的加速度逐渐减小时，由于加速度方向向上，宇航员仍处于超重状态，对座椅的压力大于其重力，B错误；飞船加速下落时，加速度方向向下，处于失重状态，宇航员对座椅的压力小于其重力，C错误；飞船在落地前减速，加速度方向向上，宇航员处于超重状态，宇航员对座椅的压力大于其重力，D正确．4．某人在地面上用弹簧秤称得其体重为490 N．他将弹簧秤移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内弹簧秤的示数如图所示，则电梯运行的v－t图象可能是(取电梯向上运动的方向为正)( )。

-学年高一物理鲁科版必修1 6.4 超重与失重学案

6.4 超重与失重学案【学习目标】1．知道超重现象和失重现象，理解产生超重和失重现象的原因。

2．能用牛顿运动定律解决有关超重和失重问题。

【知识导学】1．超重与失重（1）超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）_________物体所受重力的情况称为超重现象。

（2）失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）_________物体所受重力的情况称为失重现象。

如果物体对支持物、悬挂物的作用力的__________，即物体正好以大于等于_________，方向________的加速度运动，此时物体处于完全失重状态。

【视重、超重和失重】视重：我们通常用弹簧称或带有水平支持面的台秤测量物体的重力，也就是说，通过测量物体对弹簧秤的拉力或台秤感知重力。

我们把弹簧秤或台秤的示数叫做物体的视重。

超重与失重：：所谓的超重和失重，是把物体的视重和物体的重力进行改变，相对而言的，如果物体视重大于重力，就说物体处于超重状态；如果物体视重小于重力，就说物体处于失重状态；如果视重为零，就说物体处于完全失重状态。

注意：（1）无论物体处于超重还是失重状态，物体的重力都没有改变，改变的只是物体对水平面的压力或者对竖直悬线的拉力。

（2）由牛顿第二定律知；物体的视重之所以不等于重力，是因为物体具有竖直方向的加速度，水平方向的加速度不影响物体的视重。

【例题解析】例1 设想某同学站在一高层公寓中的电梯中，手中的弹簧秤下挂一质量为m 的钩码，试分析各种情况下弹簧秤的示数（钩码的视重）解析：电梯有七种运动状态：静止、加速向上运动、匀速向上运动、减速向上运动、加速向下运动，匀速向下运动，，减速向下运动。

静止和匀速直线运动是平衡状态，钩码所受的合外力为零，弹簧秤的示数F=mg （视重=重力）加速向上和减速向下，电梯的加速度都向上，由牛顿第二定律F-mg=ma 弹簧秤的示数F=mg+ma（视重大于重力，超重了ma）加速向下和减速向上，电梯的加速度都向下，由牛顿第二定律mg-F=ma 弹簧秤的示数F=mg-ma（视重小于重力，失重了ma）如果像自由落体运动那样，钩码的加速度是重力加速度是重力加速度g，则弹簧秤的示数F=mg-mg=0（视重为零，钩码处于完全失重状态）。

《超重与失重》教案教案

《超重与失重》教案【教学目标】1．知识与技能(1)认识超重失重现象的本质，理解产生超重失重现象的原因；(2)掌握根据加速度方向，判断物体的超重与失重现象；(3)知道完全失重状态的特征和条件。

（4）能运用牛顿运动定律分析超重和失重现象，理解生活中的超重和失重现象，并能运用所学知识分析解决相关问题2．过程与方法(1) 通过活动探究的学习方式，探究产生超重和失重现象的过程，学习科学探究的方法。

（2）经历观看实验、分组讨论、合作交流的过程，观察并体验超重和失重现象，完成物理知识的构建。

3．情感、态度与价值观(1)在探究过程中，领略物理思维方法在探究、分析推理过程中的作用；(2)养成尊重事实，严谨的实验态度。

（3）通过合作实验探究的方式，使学生养成相互交流的学习习惯和合作的精神。

【教学重点】产生超重和失重的条件和原因。

【教学难点】理解产生超重和失重的原因，运用牛顿运动定律解释超重和失重的现象。

【教学资源】若干弹簧测力计和砝码，纸带，；学生学习单、多媒体课件。

【教学设计思想】整个教学过程始终强调在教师指导下的学生自主探究与合作学习，把学生放在主体地位，积极营造学生动手实践、自主探究、合作交流的学习情景。

挖掘“超重和失重”知识载体所蕴藏的物理学思想和方法，为了实现三维教学目标，设计了四个活动，将本节课的教学目标落实在课堂活动上，让学生通过观察现象、感知现象，来发现问题、提出问题，再通过师生共同讨论、交流探索获得超重和失重的知识。

本设计的基本思路是：通过电梯实验，从表格中分析得出产生超重和失重的条件，并用牛顿运动定律解释超重和失重现象，以此来突出教学重点，突破教学难点。

【教学流程】1.教学流程图2．教学过程实验展示：（1）称重实验：●邀请两名同学上台。

●请其中一名同学站在体重秤上，迅速下蹲、迅速站起。

●另一名同学观察体重秤示数变化。

（2）提纸带实验：纸带下挂一重物，迅速提起，纸带断裂。

提问：什么是超重和失重现象。

超重和失重课程设计案例

超重和失重课程设计案例一、教学目标本章节的教学目标旨在让学生掌握超重和失重的概念，理解物体在不同状态下的受力情况，以及与之相关的物理现象。

具体包括：1.知识目标：a.了解超重和失重的定义；b.掌握物体在超重和失重状态下的受力分析；c.掌握超重和失重现象的产生原因及应用。

2.技能目标：a.能够运用超重和失重的知识分析实际问题；b.能够进行超重和失重状态下的受力计算；c.能够设计实验验证超重和失重的现象。

3.情感态度价值观目标：a.培养学生的科学思维和探索精神；b.激发学生对物理现象的兴趣和好奇心；c.培养学生运用科学知识解决实际问题的能力。

二、教学内容本章节的教学内容主要包括超重和失重的定义、产生原因、受力分析及应用。

具体安排如下：1.教材章节：第三章《超重和失重》2.教学内容：a.超重和失重的定义及区别；b.物体在超重和失重状态下的受力分析；c.超重和失重现象的产生原因及应用；d.实验探究超重和失重的现象。

三、教学方法为提高教学效果，本章节将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解超重和失重的定义、产生原因及受力分析；2.讨论法：分组讨论超重和失重现象在实际生活中的应用；3.案例分析法：分析典型实例，引导学生运用超重和失重的知识解决问题；4.实验法：学生进行实验，验证超重和失重的现象。

四、教学资源为实现教学目标，本章节将运用以下教学资源：1.教材：《物理》（三年级上册）；2.参考书：《物理学词典》、《物理教学论》；3.多媒体资料：超重和失重的演示视频、实验动画；4.实验设备：弹簧秤、滑轮组、小车等。

通过以上教学资源的支持，引导学生深入理解超重和失重的知识，提高学生的实践操作能力。

五、教学评估为全面、客观地评估学生在超重和失重章节的学习成果，将采用以下评估方式：1.平时表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估其对超重和失重知识的理解程度；2.作业：布置相关的练习题，要求学生独立完成，评估其对知识的掌握和运用能力；3.考试：设置期末考试，包含超重和失重的相关题目，评估学生的知识水平和应用能力。

《超重与失重》教学设计（5篇模版）

《超重与失重》教学设计（5篇模版）第一篇：《超重与失重》教学设计《超重与失重》教学设计【课题】超重与失重【教学时间】45分钟【教学对象】高中一年级学生【教材选用】人教版高中物理必修1第四章第七节【教学内容分析】1.教材的地位和作用本节课是学生学完力与运动、牛顿运动定律之后，知识的迁移和应用部分，旨在让学生运用牛顿运动定律分析生活中的现象，进一步理解和巩固牛顿运动定律。

通过本节课的学习，提高学生分析问题、解决问题和应用知识的能力，激发学生对航天科技的兴趣。

2.课程标准的要求通过实验活动认识超重与失重的现象，理解超重与失重产生的条件与实质。

3.教材内容安排本节教材利用称体重和乘电梯两个生活中常见的现象引出本节课课题，通过对超重与失重概念的理解，学会分析和解释超重与失重现象，然后再进一步了解完全失重的状态。

4.教材特点(1)教材注重从生活走向物理，从物理走向社会，由生活中的例子引入本节课的学习，再引导学生带着所学知识进一步了解航天技术。

(2)教材强调通过实验探究，借助已学的牛顿运动规律的知识，分析和解释超重与失重的产生条件。

(3)教材重视实践活动，有力地提高学生解决实际问题的能力，进一步激发学生的学习兴趣。

【学生情况分析】1.学生的知识基础学生已经学习了力与运动、牛顿运动定律等相关知识，超重与失重学习打下了良好的基础。

2.学生的兴趣特点为高一年级的学生具有很强的好奇心，其积极性、主动性、参与意识与接受能力较强，对于学习内容贴近生活及有动手操作的物理课堂有较强的学习兴趣。

3.学生的认知困难学习了重力的概念之后，有的学生可能会望文生义，简单认为超重是重力增加，失重是重力减少，完全失重是重力完全消失，也就是说学生在学习超重和失重现象时会受到一些前概念的影响，不能正确地观察，缜密地推理，由感性认识提升为理性认识。

【教材处理】超重与失重现象在我们生活中很常见，比如电梯的升降、过山车等等，教材选取在电梯里称体重的模型来对超重与失重现象进行解释，这种方法难于在课堂上演示，不利于让学生身临其境感受超重和失重。

4.6超重和失重学案

4.6超重和失重
一、学科素养与学习目标
（1）通过体验或者实验，认识超重和失重现象。

（2）通过观察电梯里体重计示数发现超重和失重现象产生的条件，并应用牛顿定律分析超重和失重现象发生的动力学原因，理解超重和失重现象的本质，培养学生从实际情境中捕捉信息、发现问并提出问题的能力。

（3）通过查阅资料、分享和交流，了解超重和失重现象在各个领域中的应用，解释生活中的超重和失重现象，培养学生用科学知识解释生活现象的能力，激发学生的学习热情和兴趣，形成良好的科学态度与责任。

二、自主探究
站在体重计上向下蹲，你会发现，在下蹲的过程中，体重计的示数先变小，后变大，再变小。

当人静止后，保持某一数值不变。

这是为什么呢？三、学习新知
1、重力的测量
方法一：先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用天平测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得G＝mg
方法二：利用力的平衡条件对重力进行测量
2、超重和失重现象中力随时间变化关系的图像
图1向下运动过程图2向下、向上两个运动过程观看视频，想一想，做一做3、讨论与总结
（1）超重是重力增加，失重是重力减小吗？
（2）超重和失重与物体运动方向有关吗？
（3）怎么判断物体是超重还是失重状态？
4、练习
典例：设某人的质量为60kg，站在电梯内的水平地板上，当电梯以0.25m/s2的加速度匀加速上升时，求人对电梯的压力。

g取9.8m/s2
四、应用
在盛水的水瓶壁上扎一个小孔，水会从小孔喷出，但释放水瓶，让水瓶自由下落，水却不会从小孔流出，这是为什么？。